Сороудерживающая решетка

(72) Авторы изобретеиия Л. Л. Дольников и С. В. Л Всесоюзный ордена Трудового красного Знамени научноисследовательский институт гид 5 бтехникилщ Б,Е.;Веденеева(54) ОРОУДКРЖИВАЮЦАЯ РКШКТКА Изобретение относится к областигидротурбостроения и предназначенодля использования в местах установкизащитных элементов турбинньйс водоприемников. Сороудерживающие решетки мо-.гут претерпеватЬ усталостное разрушение вследствие интенсивной вибрации,которая возбуждается при взаимодействии потока воды с стержнями решетки,Известна сороудерживающая решетка10с устройством для гашения колебанийцилиндрических стержней в потоке, вкотором с целью создания сдвига фаэв срыве вихрей, раскачивающих стерженьвдоль него намотаны проволоки под уг 15лом к его оси 1,Однако устройство такого типа существенно увеличивает гидравлическоесопротивление и потери напора на решетке, а также сложно в исполнении. Известна сороудерживающая решетка, .включающая вертикальные стержни и горизонтальные связи ,2. Стержни изготавливаются иэ полосовой прокатнойстали, связи из прутьев круглого поперечного сечения, а соединение стержней,и связей осуществляется путем просверливания стержней по оси симметрии,пропускания связей через отверстия исварки в узлах пересечения. Горизонтальные связи, объединяющие группу стержней в секцию решетки, устанавливаются в нескольких уровнях по высоте секции на равных расстояниях друг от друга и предназначены для обеспечения статическойи динамической устойчивости решетки.При отрыве вихрей от низовых кромок стержней, последние испытывают колебания двух видов:синфаэные колебания стержней секции решетки как единой упругой балки, длина которой равна высоте всей секции решетки;колебания одиночных стержней в пролете между связями причем последние8705 30 рассматриваются как опоры неразрезнойбалки-стержня.Конструкции такой сороудерживающейрешетки присущ ряд недостатков,оси поперечных связей проходят черезовоси симметрии стержней, в результатечего точка приложения силы реакции отсвязи находится в плоскости, не совпа 1дающей с плоскостью воздействия внешних. возмущающих сил, обусловленных 1 Осрывом чередующихся вихрей. Эти вихризарождаются и действуют на низовыекромки стержней, вызывая их изгибные икрутильные колебания, усталостные поврежденияи разрушения решеток. Решетки 15описываемой конструкции плохо сопротивляются крутильным колебаниям стерж-,ней иэ-за незначительной величины контактной поверхности между стержнем ипоперечной связью, то есть недостаточной жесткостью узла сопряжениястержней и связей;горизонтальные поперечные связи"сквозной" конструкции, установленные в нескольких уровнях по высотерешетки и объединяющие группу стержней в секции, не могут предотвратишьопасных синфазных колебаний секциистержней как одной упругой балки,длина которой равна высоте всей секции решетки,Цель изобретения - повышение надежности решетки путем уменьшения интенсивности возмущающей гидродинамической силы, а также исключение синфазных колебаний стержней.Поставленная цель достигается тем,что связи расположены в шахматном порядке и объединяют группу стержней,причем в каждом узле пересечения свя-.зи и стержня установлены вихрерассекатели,Вихрерассекатели выполнены в видекозырьков трапециедальной формы.На фиг. 1 изображена сороудерживающая решетка, вид спереди 1 на 45фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; нафиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.Сороудерживающая,решетка включаетвертикальные стержни 1, горизонтальные связи 2 и вихрерассекатели 3. 50Вихрерассекатель представляет собой козырек, расположенный с низовойстороны решетки в горизонтальной плоскости, Вихрерассекатель 3 имеет трапецеидальную форму и приварен к связи 2 в узле пересечения со стержнем 1.При обтекании потоком сороудерживающих решеток имеет место интенсив 73 4ная вибрация стержней, обусловленная турбулентными пульсациями давления в диапазоне низких частот, носящими характер широкополосного случайного прОцесса; пульсациями давления, обусловленными срывом вихрей с низовых кромок профилей стержней, имеющими регулярный характер воздействия и сравнительно высокую частоту.В случае совпадения частоты собственных колебаний стержней в воде и частоты срыва вихрей возникает резонанс и амплитуда динамических напряжений резко возрастает, что приводит к усталостному разрушению решетки.Интенсивность воздействия вихрей на стержни решетки и вероятность возникновения резонанса существенно уменьшается,при установке в узлахпересечения стержней и связей козырьков вихрерассекателей благодаря тому,что упомянутые козырьки будут расчленять по длине вихри, способствовать сдвигу по фазе в периодическом срыве вихрей вдоль длины стержня и повышению частоты срыва. При этом козырькивихрерассекатели устанавливаются в горизонтальных плоскостях с низовой стороны связей и не создают дополнительных затенений площади и гидравлического сопротивления решетки.Такое выполнение сороудерживающей решетки помимо снижения интенсивности возмущающего воздействия вихрей, повышения частоты срыва, повышает жесткость решетки, способствует сопротивлению узлов крутильным колебаниям стержней при срыве вихрей, препятствует возникновению синфаэных колебаний стержней секции решетки, ввиду чего вероятность возникновения вихревого резонанса существенно уменьшается, при этом существенно повышается жесткость конструкции и ее долговечность.Формула изобретенияСороудерживающая решетка, преимущественно для турбинного водозабора гидроэлектростанции, включающая вертикальные стержни и горизонтальные связи, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности путем снижания интенсивности возмущающей гидродинамическбй силы, а также исключения синфазных; колебаний стержней, связи расположены в шахматном порядке и объединяют группу стержней,870573 Составитель А. Кононовотааова Техред А. Ач Корректор Ю. М к Редак Подписное омитета СС открытий ая наб дТирах 696 ВНИИПИ Государственног по делам изобретении 13035, Москва, Ж, Рауш/5 Проектная, 4 ад ППП "Патент", г. Уж 5причем в каждом узле пересечения связи и стераня установлены вихрерассекатели. 2. Решетка по п. 1, о т л и ч а - в щ а я с я тем, что вихрерассекатели выполнены в виде козырьков трапециедальной Формы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРФ 365524, кл. Р 16 55/00, 1967.5 2, Ычи"Гогац 1 а 1 ге без сопдц 1 сез Гогсеез о 1 еодцсз ей сопдц 11 зд фаегае 1 опОцгод, Раг 1 з, 1968,р. 74-82.